兒童嗜酸粒細(xì)胞型哮喘生物制劑治療研究進(jìn)展

張昕 綜述，謝曉虹，劉恩梅 審校

(重慶醫(yī)科大學(xué)附屬兒童醫(yī)院，重慶 400014)

支氣管哮喘是以慢性氣道炎癥和氣道高反應(yīng)性為主要特征的兒童常見慢性呼吸道疾病，涉及多種炎癥細(xì)胞及其相關(guān)細(xì)胞成分。哮喘是一種異質(zhì)性疾病，具有不同表型，依據(jù)氣道內(nèi)浸潤的主要炎性細(xì)胞將其分為嗜酸粒細(xì)胞型哮喘、中性粒細(xì)胞型哮喘、混合粒細(xì)胞型哮喘、粒細(xì)胞缺乏型哮喘[1]。嗜酸粒細(xì)胞型哮喘在兒童中最為常見，以痰嗜酸粒細(xì)胞比例增高(>3%)為主要特征[2]，常伴有過敏性疾病及2型輔助性T細(xì)胞(T helper type 2 cell，Th2)及細(xì)胞因子升高。大多數(shù)患兒吸入低到中等劑量糖皮質(zhì)激素可達(dá)到哮喘良好控制，約5%患兒盡管給予高劑量激素治療，仍然難以達(dá)到哮喘控制狀態(tài)，給患兒及家庭造成巨大的經(jīng)濟(jì)及精神負(fù)擔(dān)。生物制劑是指利用微生物或其代謝產(chǎn)物的有效抗原成分、人或動(dòng)物的血液或組織、動(dòng)物毒素等加工而成的生物制品。隨著對哮喘分子生物學(xué)、細(xì)胞免疫學(xué)及單克隆抗體的研究深入，生物制劑有望開創(chuàng)支氣管哮喘的全新治療方式。目前僅有少量生物制劑批準(zhǔn)在兒童嗜酸粒細(xì)胞型哮喘中使用。一些新型生物制劑相關(guān)臨床試驗(yàn)正在兒童中進(jìn)行。本文就目前最新研究結(jié)果總結(jié)嗜酸粒細(xì)胞型哮喘的發(fā)病機(jī)制及生物制劑治療的進(jìn)展及局限性。

1 嗜酸粒細(xì)胞型哮喘的發(fā)病機(jī)制

當(dāng)機(jī)體接觸過敏原等外部刺激，樹突狀細(xì)胞(dendritic cells，DC)提呈抗原并使幼稚T細(xì)胞向Th2分化，Th2產(chǎn)生白細(xì)胞介素-4(interleukin 4，IL-4)、白細(xì)胞介素-5(interleukin 5，IL-5)、白細(xì)胞介素-13(interleukin 13，IL-13)等細(xì)胞因子[3]，刺激B細(xì)胞生成免疫球蛋白E(immunoglobulin E，IgE)，IgE與肥大細(xì)胞等效應(yīng)細(xì)胞結(jié)合，使其成為致敏狀態(tài)。當(dāng)機(jī)體再次暴露于過敏原時(shí)，致敏細(xì)胞脫顆粒并釋放組胺、前列腺素和白三烯等介質(zhì)[4]，引起血管通透性增加，氣道平滑肌收縮，細(xì)胞黏液分泌增加等，進(jìn)而發(fā)生咳嗽、喘息、胸悶、氣促等一系列臨床癥狀。此外，IgE還可與樹突狀細(xì)胞上的受體結(jié)合，促使Th2的分化[5]。

2型先天性淋巴細(xì)胞(type 2 innate lymphoid cell，ILC2)是先天性淋巴細(xì)胞(innate lymphoid cell，ILC)的一個(gè)亞群，可分泌與Th2相似的細(xì)胞因子(如IL-5、IL-13)促進(jìn)過敏性疾病的發(fā)展。

調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory cell，Treg)是一組具有抑制能力的T細(xì)胞亞群總稱，其通過產(chǎn)生抑制性細(xì)胞因子如白細(xì)胞介素-10(interleukin 10，IL-10)和轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)等方式限制過敏性炎癥的發(fā)展，還可誘導(dǎo)B細(xì)胞從過敏性IgE型轉(zhuǎn)換為非炎性IgG4型[6]。

2 生物制劑治療兒童嗜酸粒細(xì)胞型哮喘的現(xiàn)狀

2.1 特異性免疫治療

特異性免疫治療(specific immunotherapy，SIT)可激活調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory cell，Treg)功能誘導(dǎo)免疫耐受[6]，方法為逐漸加大過敏原提取物劑量，對患者進(jìn)行反復(fù)接觸，使機(jī)體免疫系統(tǒng)逐漸適應(yīng)，最終對過敏原刺激產(chǎn)生無炎性的反應(yīng)狀態(tài)，從而達(dá)到控制或減輕過敏癥狀的一種對因治療方法[7]。WHO指出SIT可影響變態(tài)反應(yīng)性疾病自然進(jìn)程[8]。常用的治療途徑是皮下注射特異性免疫治療(subcutaneous injection immunotherapy，SCIT)和舌下特異性免疫治療(sublingual immunotherapy，SLIT)[9]。SCIT有發(fā)生嚴(yán)重過敏反應(yīng)可能，為有創(chuàng)操作，在臨床應(yīng)用中受到限制，SLIT可以避免反復(fù)注射，目前兒童中以SLIT應(yīng)用廣泛[10]。

Kim J M等[11]2013年進(jìn)行的Meta分析表明，特異性過敏原免疫療法可改善哮喘癥狀，減少藥物使用；另有研究[12-13]也顯示特異性過敏原免疫療法在兒童哮喘治療中的療效，包括對癥狀控制、藥物使用和氣道高反應(yīng)性的影響。這些結(jié)論多來自涉及輕中度哮喘兒童的研究，缺乏嚴(yán)重哮喘兒童的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，其在兒科嚴(yán)重哮喘中的作用尚不確定。

2012年，我國對過敏原免疫治療提出了規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)。2018年全球哮喘防治倡議(GINA)強(qiáng)調(diào)了過敏原的質(zhì)量控制，并指出過敏原免疫療法僅對特定的提取物和治療方案有效[14]。

2.2 抗IgE治療

IgE在嗜酸粒細(xì)胞型哮喘中發(fā)揮了重要作用，奧馬珠單抗(omalizumab)是人源化抗IgE單克隆抗體，可結(jié)合循環(huán)IgE，導(dǎo)致IgE水平降低，抑制與其受體的結(jié)合，使炎癥介質(zhì)的釋放減少，還可降低氣道高反應(yīng)性，且IgE是IgE受體的正向調(diào)節(jié)劑，因此抗IgE治療可間接引起肥大細(xì)胞、嗜堿粒細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞上IgE受體的下調(diào)。Busse W W等[15]進(jìn)行的多中心隨機(jī)對照試驗(yàn)顯示，奧馬珠單抗加基礎(chǔ)治療的方案進(jìn)一步改善了哮喘癥狀，幾乎消除了急性發(fā)作的季節(jié)性高峰，并減少了對控制哮喘的其他藥物的需求。有研究[16-17]表明，奧馬珠單抗與安慰劑之間不良事件(過敏反應(yīng)、蕁麻疹或惡性腫瘤)的發(fā)生率相似。

FDA批準(zhǔn)奧馬珠單抗用于>6歲中度至重度嚴(yán)重嗜酸粒細(xì)胞哮喘患兒。2017年GINA推薦≥12歲患有嚴(yán)重過敏性哮喘患兒使用奧馬珠單抗進(jìn)行表型引導(dǎo)的附加治療[14]。

2.3 抗IL-5治療

IL-5可刺激嗜酸粒細(xì)胞晚期在骨髓的發(fā)育成熟，并將成熟嗜酸粒細(xì)胞釋放到循環(huán)血液中。一旦進(jìn)入循環(huán)，嗜酸粒細(xì)胞保持相對無活性狀態(tài)，IL-3、IL-5、粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony stimu-lating factor，GM-CSF)可將其活化[18]，通過IL-4、IL-13等黏附到血管內(nèi)皮上，然后在IL-4、IL-5等作用下進(jìn)入肺組織發(fā)揮生物學(xué)作用。在肺組織中，局部產(chǎn)生的IL-5和GM-CSF可延長嗜酸粒細(xì)胞的存活時(shí)間。此外IL-5還可直接刺激嗜堿粒細(xì)胞和肥大細(xì)胞產(chǎn)生炎癥反應(yīng)[4]。

目前，有3種可用于靶向降低IL-5活性的單克隆抗體：美泊利單抗(mepolizumab)、瑞利珠單抗(reslizumab)和本拉珠單抗(benralizumab)。美泊利單抗和瑞利珠單抗是針對IL-5的人源化單克隆抗體，而本拉珠單抗是針對IL-5受體的人源化單克隆抗體，均通過阻斷IL-5與嗜酸粒細(xì)胞表面上的IL-5受體復(fù)合物結(jié)合發(fā)揮作用，從而降低血液、組織、痰液中的嗜酸粒細(xì)胞水平，減少嗜酸粒細(xì)胞介導(dǎo)的炎癥。也有報(bào)道稱本拉珠單抗可通過誘導(dǎo)嗜酸粒細(xì)胞凋亡發(fā)揮作用[19]。

在一項(xiàng)隨機(jī)雙盲研究[20]中，選取576例年齡為12～82歲嚴(yán)重嗜酸粒細(xì)胞型哮喘患者分為實(shí)驗(yàn)組和對照組，實(shí)驗(yàn)組每4周應(yīng)用美泊利單抗治療(75 mg靜脈給藥；100 mg皮下給藥)，對照組每4周給予安慰劑，持續(xù)32周后比較，實(shí)驗(yàn)組第一秒用力呼氣容積(forced expiratory volume in 1，F(xiàn)EV1)從基線增加，哮喘急性加重減少，癥狀評分改善，不良反應(yīng)有頭痛、注射部位反應(yīng)、背痛和疲勞等[25]?？偟膩碚f，美泊利單抗具有良好的耐受性。兩項(xiàng)招募了12～75歲患者的研究[21]中，與安慰劑相比，瑞利珠單抗治療組每年的急性發(fā)作率降低了50%～59%，減少了血液和痰液中的嗜酸粒細(xì)胞計(jì)數(shù)，改善了FEV1、哮喘控制評分和生活質(zhì)量評分。有研究報(bào)道本拉珠單抗可以減少氣道、痰、骨髓和血液中的嗜酸粒細(xì)胞數(shù)量[22]。

2018年GINA指出美泊利單抗和本拉珠單抗均適用于≥12 歲嚴(yán)重嗜酸粒細(xì)胞型哮喘患者的附加維持治療，瑞利珠單抗適用于≥18 歲嚴(yán)重嗜酸粒細(xì)胞型哮喘患者的附加維持治療[14]。

2.4 抗IL-4/IL-13治療

IL-4和IL-13通過結(jié)合共受體白細(xì)胞介素4受體α亞單位(interleukin-4 receptor alpha，IL-4Rα)介導(dǎo)下游信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。IL-4可促進(jìn)Th2細(xì)胞分化、B細(xì)胞同型轉(zhuǎn)變?yōu)镮gE合成型[23]。IL-4和IL-13的釋放可導(dǎo)致支氣管成纖維細(xì)胞和氣道平滑肌細(xì)胞的增殖，IL-13還在杯狀細(xì)胞分化、黏液產(chǎn)生、支氣管高反應(yīng)性、氣道重塑中起作用。

度匹魯單抗(dupilumab)是一種靶向IL-4α受體的單克隆抗體，可阻斷IL-4/IL-13信號傳導(dǎo)。Wenzel S等[24]進(jìn)行了一項(xiàng)隨機(jī)對照對照、雙盲試驗(yàn)，證實(shí)度匹魯單抗治療可減少哮喘急性發(fā)作，改善肺功能，減少激素使用，降低Th2炎癥水平，常見不良事件包括注射部位反應(yīng)、上呼吸道感染和頭痛[25-26]。

目前度匹魯單抗已被FDA批準(zhǔn)用于≥12歲中重度嗜酸粒細(xì)胞型哮喘附加維持治療。此外，還有單獨(dú)靶向IL-4 或IL-13 的治療，但臨床試驗(yàn)卻顯示療效有限[27-28]，考慮可能與IL-4和IL-13有重疊作用有關(guān)。

2.5 其他治療

上皮細(xì)胞等產(chǎn)生的人胸腺基質(zhì)淋巴細(xì)胞生成素(thymic stromal lymphopoietin，TSLP)激活未成熟樹突狀細(xì)胞表達(dá)OX40配體(OX40 ligand，OX40L)，成熟樹突細(xì)胞遷移到淋巴結(jié)中，在這里OX40L與幼稚CD4+T細(xì)胞上OX40結(jié)合，促使幼稚T細(xì)胞向Th2分化。上皮細(xì)胞除分泌TSLP外，還可分泌IL-33、IL-25，它們均可增強(qiáng)下游的Th2免疫反應(yīng)，也可以激活I(lǐng)LC2發(fā)揮作用[29]。IL-33在慢性炎癥過程和氣道重塑中也起著重要作用[4]。

多個(gè)動(dòng)物模型[3]研究顯示，阻斷TSLP/OX40軸可減少Th2相關(guān)炎癥，因此，抗TSLP治療理論上具有很大潛力。特折魯單抗(tezepelumab)是一種IgG2單克隆抗體，可與TSLP結(jié)合，阻止其與TSLP受體結(jié)合。2017年一項(xiàng)成人的隨機(jī)對照、雙盲試驗(yàn)[30]顯示，特折魯單抗可減少哮喘急性加重。目前有一項(xiàng)研究[31]正在評估特折魯單抗對年齡12～80歲患者哮喘急性發(fā)作率的影響。

有研究發(fā)現(xiàn)，OX40L抑制劑用于成人哮喘時(shí)可降低血清IgE和痰嗜酸粒細(xì)胞水平，但對過敏原誘導(dǎo)的氣道高反應(yīng)沒有影響，可能是因?yàn)橹旅暨^程已經(jīng)發(fā)生[32]。

前列腺素D2受體 (D prostanoid receptor 2，DP2)在Th2細(xì)胞上表達(dá)，當(dāng)被激活時(shí)會(huì)增加IL-2、IL-4、IL-5和IL-13的產(chǎn)生[33]，DP2拮抗劑非維匹侖(fevipiprant)的Ⅱ期臨床研究[34]表明，與安慰劑相比，對照組痰嗜酸粒細(xì)胞計(jì)數(shù)顯著降低。

3 展望

哮喘的生物制劑治療目前仍處于起步階段，需更加深入地研究哮喘的分子作用機(jī)制，并進(jìn)行大量試驗(yàn)探尋藥物最佳治療時(shí)間、最佳給藥劑量等；兒童樣本量少，6歲以內(nèi)兒童尚無研究數(shù)據(jù)，導(dǎo)致其在兒童中應(yīng)用受限；此外，該療法高昂的治療成本是臨床應(yīng)用的障礙[35]。多種細(xì)胞因子制劑正在開發(fā)中或已被用于哮喘靶向治療的早期試驗(yàn)，與哮喘其他治療措施相比，未來可能會(huì)對特定類型的哮喘患者使用靶向治療。雖然對于新的療法需要評估其長期有效性和安全性，但給哮喘患者帶來了新希望。